Engineering

Wednesday, 02 August 2017 Hits: 10917

Kita tahu bahwa salah satu upaya mengendalikan mikroorganisme, menurunkan sampai dengan populasi bioburden tertentu, bisa dengan cara penggunaan teknologi pemaparan sinar Ultraviolet (UV Light). Diikuti dengan aplikasi yang luas misal pada unit BSC (Bio Safety Cabinet), di dalam instalasi Purified Water sebagai upaya sanitasi, semuanya dengan tujuan sebagai pengendali populasi mikroorganisme. Menjaga pada tingkat bioburden tertentu pada ruang lingkup area tertentu yang terpapar sinar UV tersebut. Lalu, hal yang menggelitik berikutnya adalah, bagaimana kita tahu bahwa sinar UV akan selalu efektif mengendalikan mikroorganisme? Bagaimanapun juga sinar UV memapar terjadi karena adanya lampu UV. Dan lampu UV seperti kebanyakan lampu-lampu di rumah, bisa mati suatu ketika. Lampu mati mungkin justru lebih tidak berisiko, mudah deteksinya. Yang paling tinggi risikonya adalah lampu masih hidup tapi mulai meredup. Tak lagi mampu membunuh mikroorganisme.

Logika paling mudah yang kemudian biasa dikemukakan untuk menjamin fungsinya, mungkin oleh auditor, atau mungkin juga pengguna UV light itu sendiri, adalah dengan cara secara berkala mengukur intensitas lampu UV itu sendiri. Ada alatnya, namanya UV light meter. Itulah bentuk jaminan terhadap efektifitas fungsi. Untuk memastikan akurasi alat ukur, logika berikutnya adalah: Kalibrasi UV light meter yang dipakai untuk mengukur sinar UV! Semuanya tampak baik-baik saja dan sempurna. Tapi tunggu, bila kita melihat secara teknis lebih mendalam, ternyata pada prakteknya tak seindah jalannya logika di atas.

Saya coba awali pendapat saya ini dengan membedah apa UV light. Dia adalah bagian dari keajaiban alam yang kemudian dikenali manusia sebagai gelombang elektromagnet. Pada spektrum secara keseluruhan mungkin bisa saya cuplik modelnya sebagai berikut. Saya ambil dari buku Light Measurement Handbook (Ryer, Alex; Light Measurement Handbook; Technical Publication; 1997). Gambarannya:

Bisa dilihat dari spektrum gelombang elektromagnet di atas, dengan acuan ukuran panjang gelombang, maka apa yang dinamakan Ultraviolet adalah rentang gelombang yang memiliki panjang 100 - 400 nm. Di bawah rentang gelombang yang didefinisikan sebagai Visible Light (cahaya tampak). Rentang di atas, dari panjang gelombang 100 nm sampai dengan 10.000 nm, di kalangan ilmuwan dikenal dengan nama rentang optical electromagnetic radiation waves. Semakin ke kanan disebut sebagai gelombang radio, sementara semakin ke kiri menuju ke sinar-X. Semakin ke kanan semakin memiliki karakter sebagai gelombang, semakin ke kiri, karakternya lebih mirip seperti partikel. Saya juga tidak paham betul bila sampai ke situ. Lalu apakah selebar spektrum yang diberi nama Ultraviolet dari 100-400 nm keseluruhannya memiliki sifat mematikan bagi mikroorganisme?

Ternyata tidak! Pada rentang ultraviolet, orang-orang sains membagi pada 3 kelompok berdasarkan karakteristiknya yang mampu mempengaruhi struktur DNA sebuah sel hidup, sehingga bila memapar makhluk hidup, terutama mikroorganisme, dapat menghentikan hidupnya. Yaitu UV-A, UV-B, dan UV-C. UV-A adalah yang paling tidak membahayakan. Berada pada spektrum 315-400 nm. Karena sinar ini 'bersebelahan' dengan sinar tampak, maka rentang UV ini masih bisa terlihat mata. Tampak  biru pendar. Dan sifatnya yang bisa membuat menyala material flourenscent sehingga menjadi tampak. Biasa dipakai dimanfaatkan untuk menjejak bahan flourescent sesuai sifat alamiahnya. Mengenali uang asli misalnya. UV-B paling berbahaya bagi makhluk hidup. Walaupun memiliki sifat mematikan lebih kecil dari UV-C, tapi UV-B bisa menjelajah jauh dari sumber cahayanya. UV-B semakin tidak tampak oleh mata. Contoh di alam UV-B, adalah spektrum UV sinar matahari yang lolos dari lapisan ozon dan memapar kulit manusia, yang bila terjadi terus-menerus ditengarai sebagai sebab penyakit kanker kulit.

UV-C paling mematikan, terutama pada mikroorganisme. Namun sinar ini akan terabsorbsi dalam jarak beberapa ratus meter dari sumber cahayanya. UV-C bukan sinar tampak. Hal inilah yang terkadang menjadi kerancuan bagi masyarakat umum. Lalu mengapa ketika kita mengoperasikan UV lamp di BSC misalnya, ada cahaya biru pendar disana? Hal itu memang sengaja dibuat demikian, ada jenis UV-A yang 'mengiringi' cahayanya, untuk tujuan keselamatan dan kesehatan manusia. dengan adanya sinar biru kita tahu bahwa ada UV-C yang sedang bekerja di sana. Infografisnya bisa digambarkan demikian (sumber: Light Measurement Handbook)

Pertimbangan praktis dan ekonomis, jenis UV Lamp untuk fungsi ini dibuat pada panjang gelombang 254 nm. Inilah yang dipakai luas untuk penggunaan dimanapun sebagai fungsinya untuk membunuh mikroorganisme. Paparan jarak dekat akan sangat berbahaya juga bagi manusia. Dan efektifitasnya dalam membunuh mikroorganisme adalah pada besar kecilnya intensitas energi yang memapar mikroorganisme. Setiap lampu UV akan memiliki sifat konstan berupa Intensitas Daya (dalam satuan W/cm2 - Daya tiap satuan penampang permukaan terpapar). Sehingga berapa energi yang memapar sebuah obyek akan sangat tergantung dari lama waktu lampu tersebut memapar. Seperti kita tahu Energi adalah Daya x Waktu pemaparan.

Angka minimal intensitas energi cahaya UV ini sehingga mampu membunuh mikroorganisme dan efektif dipakai sebagai proses sanitasi permukaan, standar menetapkan pada angka minimal 8 mJ/cm2 (UV dose for a 90% kill of most bacteria and viruses - US Dept of Health and Human Sevices, 2000). Sering disebut dengan istilah Germicidal Effect. Artinya bila misal saya memiliki lampu UV-C terukur Intensitas Daya 40 µW/cm2 pada suatu jarak permukaan dari sumber cahaya, maka saya perlu minimal 3 menit 20 detik, sehingga mencapai 8 mJ/cm2. Di standar itu juga ditetapkan bahwa mulai 6 mJ/cm2, intensitas energi lampu UV-C sudah memberi pengaruh pada manusia. Sehingga perhatian selain efektifitas UV sebagai pembunuh mikroorganisma, juga perlu diwaspadai aspek kesehatan manusia di sekitar pengguna. Sebagai catatan, lampu UV-C germicidal effect baru yang diproduksi, umumnya di desain akan memberikan intensitas daya minimal 40 µW/cm2 pada jarak 1 meter.

• Next >